CN102607239A - 一种液氧系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液氧系统,包括:具有主冷凝蒸发器的精馏塔;底部设有第一孔的液氧储罐;分别与所述主冷凝蒸发器出口和所述第一孔相连的液氧输入管道,所述液氧输入管道上设置有第一调节阀。本发明将液氧由液氧贮罐顶部进入变为底部进入,增加了主冷凝蒸发器出口与液氧贮罐内液氧的静压差,解决了原主冷液氧无法顺畅排至液氧贮罐的问题,避免了液氧输入管道内气堵现象的发生,保证了主冷液氧顺畅排至液氧贮罐中。与现有技术中管线先下行至接近地面高度后又上升至液氧贮罐顶部相比,本发明采用的液氧输入管道的拐点大为减少,进一步使管内液氧流速增加,又大大减少了管内液氧与外界环境换热的条件,从而降低了管内液氧的汽化率。

Description

一种液氧系统
技术领域
[0001] 本发明涉及化工技术领域,更具体地说,涉及一种液氧系统。
背景技术
[0002] 液氧即液态的氧气,为浅蓝色液体,主要物理性质为:通常气压下密度为I. 141g/ cm3,凝固点为50. 5K,沸点为90. 188K,总膨胀比高达860 : 1,广泛应用于工业生产和军事领域。空分精馏塔是形成液氧的设备,其中,空分精馏塔分为上塔和下塔,所述上塔和下塔通过主冷凝蒸发器连接。主冷凝蒸发器是精馏塔内主要换热并形成产品液氧的设备,简称为主冷,位于空分精馏塔的中部。空分精馏塔连续生产出的液氧会使主冷凝蒸发器内液氧液面不断升高,此时需将液氧排至液氧贮罐内。
[0003]目前,主冷凝蒸发器内的液氧采用图I所示的方法排放,该液氧系统包括空分精馏塔101、主冷液氧102、排放控制阀103、V015307阀104、液氧储罐105、储罐液氧106、液氧泵107、排空阀108和充车阀109等。液氧泵107的作用为,将液氧贮罐105内的储罐液氧106加压后通过充车阀109充装到液氧槽车。液氧贮罐105底部位置引出管道上设置排空阀108,液氧储罐内储罐液氧106通过排空阀108对空排放,但在正常生产中一般不对该管道上的排空阀108进行操作。
[0004] 在液氧系统工作过程中,液氧自主冷凝蒸发器中下部的位置引出,经过V015307 阀104出空分精馏塔101后,水平行至约一百米后,下行至接近地面高度,再上行至液氧贮罐105顶部,进入液氧贮罐105内。根据液氧贮罐的相关存贮标准,在实际生产中,液氧贮罐内液氧的高度最大不超过14370mm。由于现有技术中液氧系统采用液氧从顶部进入液氧储罐的方式,导致主冷凝蒸发器内液氧引出的位置与进入液氧贮罐的高度差较小,仅约为 1000mm,从而所产生的静压差相对较小,使液氧流入液氧贮罐内的速度降低。其次,与一般液体不同的是,液氧在标准状态下为-182. 8°C的低温液体,具有很强的气化性,且现有技术提供的液氧系统中的主冷凝蒸发器至液氧贮罐距离很远,管道较长,先下行至接近地面高度后又上升至液氧贮罐顶部,具有多个拐点,从而增加了管道内液氧流动时的阻力和与外界换热的条件。因此,现有技术提供的液氧系统存在以下缺点:向液氧贮罐内排放液氧时总是伴有液氧管道内的液氧部分气化的现象,从而导致管道发生气堵,主冷液氧无法顺畅地排至液氧贮罐,只能将主冷凝蒸发器不断产生的富余液氧通过排放控制阀103对空排放, 造成了极大的浪费。
发明内容
[0005] 有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种液氧系统,该液氧系统避免了液氧管道内气堵现象的发生,保证了主冷液氧顺畅排至液氧贮罐中。
[0006] 为了解决上述技术问题,本发明提供一种液氧系统,包括:
[0007] 具有主冷凝蒸发器的精馏塔;
[0008] 底部设有第一孔的液氧储罐;
3[0009] 分别与所述主冷凝蒸发器第一出口和所述第一孔相连的液氧输入管道,所述液氧输入管道上设置有第一调节阀。
[0010] 优选的,所述液氧输入管道包括依次连接的第一液氧输入管道、第二液氧输入管道、第三液氧输入管道和第四液氧输入管道,所述第一液氧输入管道与所述冷凝蒸发器第一出口相连,所述第四液氧输入管道与所述第一孔相连。
[0011] 优选的,所述第一液氧输入管道与第二液氧输入管道通过第一三通管相连,所述第一三通管的第一接口和第二接口分别与所述第一液氧输入管道与第二液氧输入管道相连,所述第一三通管的第三接口经第八调节阀、液氧泵和第七调节阀与设置于液氧储罐底部的第二孔相连。
[0012] 优选的,第二液氧输入管道与第三液氧输入管道通过第二三通管相连,所述第二三通管的第一接口和第二接口分别与所述第二液氧输入管道和第三液氧输入管道相连, 所述第二三通管的第三接口与充车管道相连,所述充车管道上设置有第五调节阀。
[0013] 优选的,所述第三液氧输入管道与第四液氧输入管道通过第三三通管相连,所述第三三通管的第一接口和第二接口分别与所述第三液氧输入管道和第四液氧输入管道相连,所述第三三通管的第三接口与排空管道相连,所述排空管道上设置有第六调节阀。
[0014] 优选的,所述第一调节阀设置于所述第一液氧输入管道上。
[0015] 优选的,所述第二液氧输入管道、第三液氧输入管道和第四液氧输入管道上分别设置有第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀。
[0016] 优选的,所述主冷凝蒸发器第一出口与第一孔的高度差为5. 5〜20m。
[0017] 优选的,所述主冷凝蒸发器还包括用于排空的第二出口。
[0018] 优选的,所述液氧输入管道为多层绝热低温液体输送管道。
[0019] 本发明提供一种液氧系统,包括:具有主冷凝蒸发器的精馏塔;底部设有第一孔的液氧储罐;分别与所述主冷凝蒸发器出口和所述第一孔相连的液氧输入管道,所述液氧输入管道上设置有第一调节阀。与现有技术相比,本发明将液氧由液氧贮罐顶部进入变为底部进入,大大增加了主冷凝蒸发器出口与液氧贮罐内液氧的静压差,解决了原主冷液氧无法顺畅排至液氧贮罐的问题,避免了液氧输入管道内气堵现象的发生,保证了主冷液氧顺畅排至液氧贮罐中。其次,与现有技术中管线先下行至接近地面高度后又上升至液氧贮罐顶部相比,本发明采用的液氧输入管道的拐点大为减少,进一步使管内液氧流速增加,又大大减少了管内液氧与外界环境换热的条件,从而降低了管内液氧的汽化率。
附图说明
[0020] 图I为现有技术提供的液氧系统的结构示意图;
[0021]图2为本发明实施例提供的液氧系统的结构示意图。
具体实施方式
[0022] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。[0023] 如图2所示,本发明提供一种液氧系统,包括:具有主冷凝蒸发器216的精馏塔 201 ;底部设有第一孔217的液氧储罐205 ;分别与主冷凝蒸发器216出口 219和第一孔217 相连的液氧输入管道,液氧输入管道上设置有第一调节阀204。
[0024] 作为优选,所述液氧输入管道包括依次连接的第一液氧输入管道、第二液氧输入管道、第三液氧输入管道和第四液氧输入管道,所述第一液氧输入管道与冷凝蒸发器出口 219相连,所述第四液氧输入管道与第一孔217相连。本发明对于所述液氧输入管道的材质并无特别要求,可以采用本领域技术人员熟知的多层绝热低温液体输送管道,例如真空不锈钢管等。具体的,第一调节阀204设置于所述第一液氧输入管道上;所述第二液氧输入管道、第三液氧输入管道和第四液氧输入管道上分别设置有第二调节阀212、第三调节阀213 和第四调节阀210,通过上述各个调节阀实现对各个管道的控制。
[0025] 另外,所述第一液氧输入管道与第二液氧输入管道通过第一三通管相连,所述第一三通管的第一接口和第二接口分别与所述第一液氧输入管道与第二液氧输入管道相连, 所述第一三通管的第三接口经第八调节阀209、液氧泵207和第七调节阀208与设置于液氧储罐205底部的第二孔218相连。本发明中液氧泵207的作用是,在第二调节阀212闭合, 第一调节阀204、第八调节阀209和第七调节阀208开启时,将液氧贮罐205内的液氧加压后打回主冷凝蒸发器216,具体是将液氧贮罐205内的储罐液氧206加压后经第七调节阀 208、第八调节阀209和第一调节阀204充装到精馏塔201内。
[0026] 按照本发明,第二液氧输入管道与第三液氧输入管道通过第二三通管相连,所述第二三通管的第一接口和第二接口分别与所述第二液氧输入管道和第三液氧输入管道相连,所述第二三通管的第三接口与充车管道相连,所述充车管道上设置有第五调节阀215。 所述第三液氧输入管道与第四液氧输入管道通过第三三通管相连,所述第三三通管的第一接口和第二接口分别与所述第三液氧输入管道和第四液氧输入管道相连,所述第三三通管的第三接口与排空管道相连,所述排空管道上设置有第六调节阀214。
[0027] 因此,在第六调节阀214与第五调节阀215关闭,第一调节阀204、第二调节阀 212、第三调节阀213和第四调节阀210开启的状态下,主冷凝蒸发器中的主冷液氧202从主冷凝蒸发器216中引出后进入液氧输入管道中,经第一液氧输入管道、第二液氧输入管道、第三液氧输入管道和第四液氧输入管道进入液氧贮罐205底部。另一方面,在第六调节阀214开启、第四调节阀210开启、第三调节阀213闭合的状态下,液氧储罐205内储罐液氧206对空排放,但在正常生产中一般不对液氧进行对空排放。
[0028] 为了保证主冷凝蒸发器216内的主冷液氧202处于稳定的状态,主冷凝蒸发器216 还优选包括第二出口,用于在主冷凝蒸发器非稳定状态对主冷凝蒸发器内的液氧进行对空排放,所述第二出口优选通过第十调节阀203与液氧喷射蒸发器相连。此外,第四液氧输入管道上还设置有第四液氧输入管道支路,所述第四液氧输入管道支路上设置有第九调节阀 211,用于向液氧贮罐排放液氧前预冷整个液氧系统的管路。
[0029] 一般情况下,主冷凝蒸发器中下部标高约为20000mm,液氧贮罐内液氧的高度最大不得超过14370_,因此,本发明采用的主冷凝蒸发器第一出口 219与第一孔217的高度差优选为5. 5〜20m,更优选为8〜18m,更优选为15〜18m。由于本发明使液氧从液氧忙罐底部进入,大大增加了主冷凝蒸发器216出口与液氧贮罐205内储罐液氧206的静压差,解决了原主冷液氧无法顺畅排至液氧贮罐的问题,避免了液氧输入管道内气堵现象的发生,保证了主冷液氧顺畅排至液氧贮罐205中。此外,与现有技术中管线先下行至接近地面高度后又上升至液氧贮罐顶部相比,本发明采用的液氧输入管道的拐点大为减少,进一步使管内液氧流速增加,大大减少了管内液氧与外界环境换热的条件,从而降低了管内液氧的
汽化率。
[0030] 综上所述,本发明提供的液氧系统很好地解决了原主冷液氧无法顺畅排至液氧贮罐的问题,原因如下:1、按照液氧贮罐储液最高允许液位14370mm计算,主冷内液氧引出的位置与液氧贮罐内的液氧高度差由原来的IOOOmm增至现在的最小值约5500mm,大大增加了主冷与贮罐内液氧的静压差,为液氧排放变得顺畅的主要原因。2、本发明提供的液氧系统的管路长度大为减小,拐点大为减少,使管内液氧流速增加,大大减少了管内液氧与外界环境换热的条件,从而降低了管内液氧的汽化率。
[0031] 对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1. 一种液氧系统,其特征在于,包括:具有主冷凝蒸发器的精馏塔;底部设有第一孔的液氧储罐;分别与所述主冷凝蒸发器第一出口和所述第一孔相连的液氧输入管道,所述液氧输入管道上设置有第一调节阀。
2.根据权利要求I所述的液氧系统,其特征在于,所述液氧输入管道包括依次连接的第一液氧输入管道、第二液氧输入管道、第三液氧输入管道和第四液氧输入管道,所述第一液氧输入管道与所述冷凝蒸发器第一出口相连,所述第四液氧输入管道与所述第一孔相连。
3.根据权利要求2所述的液氧系统,其特征在于,所述第一液氧输入管道与第二液氧输入管道通过第一三通管相连,所述第一三通管的第一接口和第二接口分别与所述第一液氧输入管道与第二液氧输入管道相连,所述第一三通管的第三接口经第八调节阀、液氧泵和第七调节阀与设置于液氧储罐底部的第二孔相连。
4.根据权利要求2所述的液氧系统,其特征在于,第二液氧输入管道与第三液氧输入管道通过第二三通管相连,所述第二三通管的第一接口和第二接口分别与所述第二液氧输入管道和第三液氧输入管道相连,所述第二三通管的第三接口与充车管道相连,所述充车管道上设置有第五调节阀。
5.根据权利要求2所述的液氧系统,其特征在于,所述第三液氧输入管道与第四液氧输入管道通过第三三通管相连,所述第三三通管的第一接口和第二接口分别与所述第三液氧输入管道和第四液氧输入管道相连,所述第三三通管的第三接口与排空管道相连,所述排空管道上设置有第六调节阀。
6.根据权利要求2所述的液氧系统,其特征在于,所述第一调节阀设置于所述第一液氧输入管道上。
7.根据权利要求6所述的液氧系统,其特征在于,所述第二液氧输入管道、第三液氧输入管道和第四液氧输入管道上分别设置有第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀。
8.根据权利要求I所述的液氧系统,其特征在于,所述主冷凝蒸发器第一出口与第一孔的高度差为5. 5〜20m。
9.根据权利要求I所述的液氧系统,其特征在于,所述主冷凝蒸发器还包括用于排空的第二出口。
10.根据权利要求I所述的液氧系统,其特征在于,所述液氧输入管道为多层绝热低温液体输送管道。
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